金属材料学复习总结

名词解释

合金元素：指为了使钢获得所需要的组织结构、物理、化学和力学性能而添加在钢中的元素。微合金元素：有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右时，就能显

著地影响钢的组织与性能的若干元素。

奥氏体形成元素：在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ-Fe的元素C,N,Cu,Mn,Ni,Co,W

等

铁素体形成元素：在α-Fe中有较大的溶解度，且能γ-Fe不稳定的元素Cr，V，Si，Al，Ti，Mo等

原位析出：指在回火过程中，合金渗碳体转变为特殊碳化物。碳化物形成元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物。如Cr

钢碳化物转变

离位析出：含强碳化物形成元素的钢，在回火过程中直接从过饱和α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，如V，Nb，Ti。（Ｗ和Mo既有原味析出又有异位析出）

网状碳化物：热加工的钢材冷却后，沿奥氏体晶界析出的过剩碳化物（过共析钢）或铁素

体（亚共析钢）形成的网状碳化物。

热脆：指当某些钢在1100-1200度进行热加工时，分布与晶界的低熔点的共晶体熔化而导致

开裂的现象。

冷脆：指材料在低温条件下的极小塑变脆断。

水韧处理：将高锰钢加热到单相奥氏体温度范围，使碳化物完全溶入奥氏体，然后在水中

快冷，从而获得获得单相奥氏体组织。（水韧后不再回火）

超高强度钢：用回火M或下B作为其使用组织，经过热处理后抗拉强度大于1400 MPa （或屈服强度大于1250MPa）的中碳钢，均可称为超高强度钢。

晶间腐蚀：晶界上析出连续的网状富铬的Cr23C6引起晶界周围基体产生贫铬区成为微阳

极而引发的腐蚀。

应力腐蚀：奥氏体或马氏体不锈钢受张应力时，在某些介质中经过一般不长的时间会发生破坏，且随应力增大，发生破裂的时间也越短，当取消应力时，腐蚀较小或不发生腐蚀，这种

腐蚀现象称为应力腐蚀。

n/8规律：当Cr的含量达到1/8，2/8，3/8，……原子比时，Fe的电极电位就跳跃式显著

提高，腐蚀也显著下降。这个定律叫做n/8规律。

双相钢：是指显微组织主要是由铁素体和５％－２０％体积分数的马氏体所组成的低合金高

强度结构钢，即在软相铁素体基体上分布着一定量的硬质相马氏体。

针状铁素体钢：在低合金钢的基础上，当钢中的碳含量低于0.06%时，添加适量的Mn、Mo、Nb等元素，形成一种具有高密度位错结构的“针状铁素体”组织的钢。

黑色组织：高速钢在实际铸锭凝固时，冷速＞平均冷速。合金元素来不及扩散，在结晶和固

态相变过程中转变不能完全进行，共析转变形成δ共析体为两相组织，易被腐蚀，在金相组

织上呈黑色，而称作黑色组织。

低（中高）合金钢：合金元素总量小于３.５％的合金钢叫低合金钢。合金含量在３.５％－

１０％之间的合金钢叫中合金钢。大于１０％的高合金钢。

黄铜： Cu与Zn组成的铜合金

青铜： Cu与Zn、Ni以外的其它元素组成的铜合金

白铜： Cu与Ni组成的铜合金

灰口铸铁：灰口铸铁中碳全部或大部分以片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色。（片状石墨

对基体产生割裂作用，并在尖端造成应力集中，故灰口铸铁力学性能较差）

可锻铸铁：可锻铸铁中的碳全部以或大部分以图案絮状的石墨形式存在，它是由一定成分的

白口铸铁经长时间高温石墨化退火而形成的。又称韧性铸铁。

蠕墨铸铁：蠕墨铸铁中的碳大部分以蠕虫状石墨形式存在。（高耐热性）

麻口铸铁：：麻口铸铁中的碳一部分以渗碳体形式存在，另一部分以石墨形式存在，端口呈黑白相间。（无实用价值）。

基体钢：指其成分含有高速钢淬火组织中除过剩余碳化物以外的基体化学成分的钢种。（高强度高硬度，韧性和疲劳强度优于高速钢，可做冷热变形模具刚，也可作超高强度钢）

二次淬火，二次硬化：见后面问答题

第一章

1、合金元素V、Cr、W、Mo、Co、Ni、Cu、Ti、Al、Mn中哪些是铁素体形成元素？哪

些是奥氏体形成元素？哪些能在a-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe中形成无限固溶体？为什么？

答：奥氏体形成元素：C,N,Cu,Mn,Ni,Co等。

铁素体形成元素：Cr，V，Si，Al，Ti，Mo,W。

V、Cr与α-Fe可形成无限置换固溶体；

Mn、Co、Ni与γ-Fe可形成无限置换固溶体。

决定组元在置换固溶体中的溶解条件是：(1)溶剂与溶质的点阵相同；(2)原子尺寸因素(形成无限固溶体时，两者之差不大于±8%)；(3)组元的电子结构(组元在周期表中的相对位置)。

2、简述合金元素对铁碳相图（如共析碳量等等临界点）的影响。

答：1．改变奥氏体相区位置奥氏体形成元素均使奥氏体存在的区域扩大，其中开启γ相区的元素如,Ni、Mn、Co含量较多时可使钢在室温下得到单相奥氏体相区。铁素体形成元素均使奥氏体的相区缩小，其中封闭γ相区的元素如Cr Ti Si等超过一定含量时，可使钢在室温获得单相铁素体组织。

2．改变共析/共晶转变温度扩大γ相区的元素，使共析转变温度降低。缩小γ相区的元素，使其升高。

3．改变了共析含碳量几乎所有合金元素均使共析点（S）左移，说明钢在C不到

0.77%时就会因过共析而析出Fe3C II，即共析含碳量降低。

3．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？（1）扩大γ相区：使A3降低，A4升高。一般为奥氏体形成元素

分为两类：a.开启γ相区：Mn, Ni, Co 与γ-Fe无限互溶.

b.扩大γ相区：有C，N，Cu等。如Fe-C相图，形成的扩大的γ相区，构成了钢的热处理的基础。

（2）缩小γ相区：使A3升高，A4降低。一般为铁素体形成元素

分为两类:a.封闭γ相区：使相图中γ区缩小到一个很小的面积形成γ圈,其结果使δ相区与α相区连成一片。如V, Cr, Si, A1, Ti, Mo, W, P, Sn, As, Sb。

b.缩小γ相区：Zr, Nb, Ta, B, S, Ce 等

（3)生产中的意义：可以利用M扩大和缩小γ相区作用，获得单相组织，具有特殊性能，在耐蚀钢和耐热钢中应用广泛。